Etude experimentale et modelisation de l'inhomogeneite chimique isotrope et anisotrope de cristaux isotypes de ktiopo#4. Application a l'elaboration de cristaux a gradient de concentration et etude des proprietes optiques non lineaires specifiques

par ANNICK VUILLERMOZ

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GERARD MARNIER.

Soutenue en 1997

à Dijon .

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  • Résumé

    Cette etude a pour objectif de preciser et de quantifier les phenomenes physico-chimiques qui, au cours de l'elaboration des cristaux lasers passifs sont susceptibles d'alterer ou a contrario d'ameliorer l'efficacite des interactions optiques non lineaires a trois photons dans les cristaux de composes definis et de solutions solides isotypes du phosphate de potassium et de titanyle ktiopo#4 (ktp). Les origines et les mecanismes d'incorporation des elements en traces dans un cristal sont rappelees, l'impossibilite de les quantifier avec precision demontree. L'etude des traces est abordee a partir de l'etude et de la modelisation thermochimique des solutions solides extrapolees aux faibles concentrations. L'evolution de la composition des cristaux de (k,rb)tp et de kt(p,as) en fonction de la composition du milieu liquide et de la temperature de cristallisation est etudiee. Le modele thermochimique etabli permet de prevoir le coefficient de partage du substituant pour toute concentration possible du cristal substitue. D'autre part, les cristaux a gradient de concentration directionnel controle presentent un grand interet en optique non lineaire pour augmenter l'acceptance spectrale. Dans les solutions solides alcalines, ce gradient est obtenu par diffusion d'alcalins dans ktp. Un protocole experimental original a permis de mesurer les coefficients principaux de diffusion selon la nature de l'alcalin et sa fraction dans le liquide, la direction de diffusion et la temperature experimentale. A partir de ces resultats, un objet optique a gradient de concentration en rb controle selon 100 par diffusion selon une direction proche de 001 a ete concu et elabore. Bien que le gradient de concentration soit conforme aux previsions, l'elargissement spectral n'est pas notable. Par contre, dans un cristal de solution solide kt(p,as) de composition variable elabore en flux, un elargissement spectral significatif est mis en evidence.


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  • Détails : 190 P.
  • Annexes : 127 REF.

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